进程基本概念

程序

　　程序是完成特定任务的一系列指令集合。

进程

　　（１）从用户的角度来看进程是程序的一次执行过程
　　（２）从操作系统的核心来看，进程是操作系统分配的内存、CPU时间片等资源的基本单位。
　　（３）进程是资源分配的最小单位
　　（４）每一个进程都有自己独立的地址空间与执行状态。
　　
　　像UNIX这样的多任务操作系统能够让许多程序同时运行，每一个运行着的程序就构成了一个进程。进程是操作系统对资源的一种抽象。

进程数据结构

　　进程的静态描述：主要由三部分组成:PCB、有关程序段和该程序段对其进行操作的数据结构集（数据段、堆栈段，所以有时候也把晋城的数据结构描述成４部分）。
　　（１）进程控制块：用于描述进程情况及控制进程运行所需的全部信息。
　　（２）代码段：是进程中能被进程调度程序在CPU上执行的程序代码段。
　　（３）数据段：一个进程的数据段，可以是进程对应的程序加工处理的原始数据，也可以是程序执行后产生的中间或最终数据
　　（４）堆栈段：也是进程在执行过程中产生的临时数据部分

进程和程序的区别

• 进程是动态的，程序是静态的
• 进程的生命周期是相对短暂的，而程序是永久的。
• 进程具有数据结构PCB，程序没有。PCB是操作系统感知进程存在的一个重要数据结构（cpu通过进程控制块来控制进程）
• 一个进程只能对应一个程序，一个程序可以对应多个进程。

早期是没有进程这个概念，当出现中断技术以后才出现进程这个概念

进程经典三态

• 就绪
• 等待（阻塞）
• 运行
  

（1）因创建而就绪
（2）因调度而执行
（3）因时间片用完而重新就绪；
（4）执行中因I/O请求而阻塞；
（5）I/O完成而就绪

注意：阻塞以后不能直接执行，必须进入就绪状态。

Linux内核进程状态

1. 运行状态（TASK_RUNNING）
2. 可中断睡眠状态（TASK_INTERRUPTIBLE）
3. 不可中断睡眠状态（TASK_UNINTERRUPTIBLE）
4. 暂停状态（TASK_STOPPED）
5. 僵死状态（TASK_ZOMBIE）

备注：就绪态深入理解：内存中就绪和交换空间中就绪，操作系统支持虚拟内存。虚拟内存的实现需要操作系统支持：内存段式管理、页式管理、段页管理。

进程调度算法

相关术语

• 1.进程控制块

  • 进程描述信息
    
    • 进程标识符用于唯一的标识一个进程。

  • 进程控制信息

    • 进程当前状态
    • 进程优先级
    • 程序开始地址
    • 各种计时信息
    • 通信信息

  • 资源信息

    • 占用内存大小及管理用数据结构指针
    • 交换区相关信息
    • I/O设备号、缓冲、设备相关的数结构
    • 文件系统相关指针
  • 现场保护信息
    
    • 寄存器
    • PC
    • 程序状态字PSW
    • 栈指针

• 2.进程标示

  • 每个进程都会分配到一个独一无二的数字编号，我们称之为“进程标识”(process identifier),或者就直接叫它PID.
  • 是一个正整数，取值范围从2到32768
  • 当一个进程被启动时，它会顺序挑选下一个未使用的编号数字做为自己的PID
  • 数字1一般为特殊进程init保留的

• 3.进程创建

  • 不同的操作系统所提供的进程创建原语的名称和格式不尽相同，但执行创建进程原语后，操作系统所做的工作却大致相同，都包括以下几点：
  • 给新创建的进程分配一个内部标识，在内核中建立进程结构。
  • 复制父进程的环境
  • 为进程分配资源， 包括进程映像所需要的所有元素（程序、数据、用户栈等），
  • 复制父进程地址空间的内容到该进程地址空间中。
  • 置该进程的状态为就绪，插入就绪队列。

• 4.进程撤销

  • 进程终止时操作系统做以下工作：
  • 关闭软中断:因为进程即将终止而不再处理任何软中断信号；
  • 回收资源：释放进程分配的所有资源，如关闭所有已打开文件，释放进程相应的数据结构等；
  • 写记帐信息：将进程在运行过程中所产生的记帐数据（其中包括进程运行时的各种统计信息）记录到一个全局记帐文件中；
  • 置该进程为僵死状态:向父进程发送子进程死的软中断信号，将终止信息status送到指定的存储单元中；
  • 转进程调度:因为此时CPU已经被释放，需要由进程调度进行CPU再分配。

• 5.0号进程（也称为）空闲进程/守护进程

• 6.内存===》交换空间，支持虚拟内存。
• 7.1号进程 第一个用户进程
• 8.查看内核进程pid最大配置

[root@localhost ~]# cat /proc/sys/kernel/pid_max
32768

• 9.终止进程方法中
  SIGABORT/Ctr+c/Ctr+d/Ctr+\